Surface velocity fields of active rock glaciers and ice-debris complexes in the Central Andes of Argentina

Rock glaciers and transitional ice-debris complexes predominate the Central Andean landform assemblage, yet regional studies on their state of activity and their kinematics remain sparse. Here we utilize the national glacier inventory of Argentina to quantify surface velocity fields of 244 rock glaciers and 51 ice-debris complexes, located in the Cordón del Plata range, Argentina. Applying a feature-tracking approach to repeated RapidEye satellite imagery acquired between 2010 and 2017/18, we find mean displacement rates between 0.37 and 2.61 m year−1 for 149 landforms, while for the remaining 146 features, surface movement remains below our level of detection. We compare our satellite-derived velocity fields with ground-truth data from two local field sites and find closely matching results in magnitude and spatial distribution. With average displacement of one-third of the active rock glaciers and ice-debris complexes exceeding 1 m year−1, the region hosts an exceptional number of fast-flowing periglacial landforms, compared to other mountain belts. Using a random forest model, we test the predictive power of 25 morphometric and topoclimatic candidate predictors for modelling the state of activity of rock glaciers and ice-debris complexes on two different scales. For entire landforms and individual landform segments, constructed along displacement centrelines, we can predict the state of activity with overall accuracies of 70.08% (mean AUROC = 0.785) and 74.86% (mean AUROC = 0.753), respectively. While topoclimatic parameters such as solar radiation and elevation are most important for entire landforms, geometric parameters become more important at the scale of landform segments. Despite tentative correlations between local slope and surface kinematics, our results point to factors integrating slope and distance to the source to govern local deformation. We conclude that feature tracking in optical imagery is feasible for regional studies in remote regions and provides valuable insight into the current state of the Andean cryosphere.Fil: Blöthe, Jan Henrik. Universitat Bonn; AlemaniaFil: Halla, Christian. Universitat Bonn; AlemaniaFil: Schwalbe, Ellen. Technische Universität Dresden; AlemaniaFil: Bottegal, Estefania Laura. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mendoza. Instituto Argentino de Nivología, Glaciología y Ciencias Ambientales. Provincia de Mendoza. Instituto Argentino de Nivología, Glaciología y Ciencias Ambientales. Universidad Nacional de Cuyo. Instituto Argentino de Nivología, Glaciología y Ciencias Ambientales; ArgentinaFil: Trombotto, Dario Tomas. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mendoza. Instituto Argentino de Nivología, Glaciología y Ciencias Ambientales. Provincia de Mendoza. Instituto Argentino de Nivología, Glaciología y Ciencias Ambientales. Universidad Nacional de Cuyo. Instituto Argentino de Nivología, Glaciología y Ciencias Ambientales; ArgentinaFil: Schrott, Lothar. Universitat Bonn; Alemani

Factors controlling the water quality of rock glacier springs in European and American mountain ranges

Rock glaciers (RGs) provide significant water resources in mountain areas under climate change. Recent research has highlighted high concentrations of solutes including trace elements in RG-fed waters, with negative implications on water quality. Yet, sparse studies from a few locations hinder conclusions about the main drivers of solute export from RGs. Here, in an unprecedented effort, we collected published and unpublished data on rock glacier hydrochemistry around the globe. We considered 201 RG springs from mountain ranges across Europe, North and South America, using a combination of machine learning, multivariate and univariate analyses, and geochemical modeling. We found that 35 % of springs issuing from intact RGs (containing internal ice) have water quality below drinking water standards, compared to 5 % of springs connected to relict RGs (without internal ice). The interaction of ice and bedrock lithology is responsible for solute concentrations in RG springs. Indeed, we found higher concentrations of sulfate and trace elements in springs sourcing from intact RGs compared to water originating from relict RGs, mostly in specific lithological settings. Enhanced sulfide oxidation in intact RGs is responsible for the elevated trace element concentrations. Challenges for water management may arise in mountain catchments rich in intact RGs, and where the predisposing geology would make these areas geochemical RG hotspots. Our work represents a first comprehensive attempt to identify the main drivers of solute concentrations in RG water

Evaluación de los aportes de la fotogrametríaterrestre en el estudio de glaciares de escombros(cordón del Plata, Mendoza, Argentina)

Evaluation of the photogrammetry contribution in the studies of rock glaciers(Cordón del Plata, Mendoza, Argentina)”. This work investigates the potential and limitsof terrestrial photogrammetry for studying rock glacier dynamics, and more especifically itsinterannual surface changes. Using a rather simple digital photogrammetric workflow, therestitution of two 3D-models was done thanks to multi-correlation of more than 100 imagesacquired in summers 2013 and 2014 on an active rock glacier in the Argentinian Andes.The quality of the output datasets is evaluated by comparing to GPS data collected on artificialtargets (XYZ) and along tracks (Z). Based on these results, we can consider ± 0.24 mas the margin of error that has to be taken into account to assess the surface changesbetween the two Digital Elevation Models (DEMs). Vertical differences affecting the rock glacierfront over the 15 months time lapse can then be quantified and interpreted in terms of geomorphologicalprocesses.Este trabajo investiga el potencial y los límites de la fotogrametría terrestreen el estudio de la dinámica de los glaciares de escombros, y en particular sus cambiossuperficiales interanuales. La contribución utiliza la restitución de dos modelos 3D, realizadagracias a la multi-correlación de más de 100 imágenes adquiridas entre los años 2013 y2014 de un glaciar de escombros activo en los Andes Centrales. La calidad de los datosproducidos es evaluada comparando los mismos con datos GPS medidos en blancos artificiales(XYZ) y a lo largo del camino (Z). Basado en estos resultados, se pudo estimar un margende error de ± 0,24 m, lo cual permitió evaluar los cambios superficiales entre los dosModelos Numéricos de Altitud (MNA). Las diferencias verticales que afectan el frente delglaciar de escombros estudiado en el intervalo de tiempo de 15 meses pudieron ser cuantificadase interpretadas en términos de procesos geomorfológicos

Periglacial water paths within a rock glacier-dominated catchment in the Stepanek area, Central Andes, Mendoza, Argentina

In the region of the Stepanek rock glacier (69°19′/69°26′W, 32°55′/32°59′S), in the Province of Mendoza, Argentina, seasonal hydrochemical monitoring was carried out between 2013 and 2017. This paper describes underground and surface water flow, and their hydrochemistry, and provides an overview of how groundwater interacts with the rock glacier. The cryogenic basin of the study area where the hydrological flows originate has a surface area of 11.5 km2. The Stepanek rock glacier fills the valley and its permafrost influences water flow. Isotopic analyses of surface ephemeral streams and groundwater were made. Characteristic, naturally occurring δ2H and δ18O signatures of these samples indicate strongly that they are fed from within permafrost from the rock glacier, in response to the degradation of permafrost and melting of ground ice. Elevated values of Ni2+, Cd2+ and Zn2+ were detected in the meltwater runoff. Due to lithological factors, the Andean periglacial environment may indicate altitudinal differences in the hydrogeochemical results. Our hydrogeochemical research allows the interpretation of different water flows, directly observed or indirectly deduced, which cross the rock glacier. The new information allows for the development of a new conceptual rock glacier model that includes different flow paths. It is expected that this will become more important due to ongoing climate change.Fil: Trombotto, Dario Tomas. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mendoza. Instituto Argentino de Nivología, Glaciología y Ciencias Ambientales. Provincia de Mendoza. Instituto Argentino de Nivología, Glaciología y Ciencias Ambientales. Universidad Nacional de Cuyo. Instituto Argentino de Nivología, Glaciología y Ciencias Ambientales; ArgentinaFil: Sileo, Noelia Romina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mendoza. Instituto Argentino de Nivología, Glaciología y Ciencias Ambientales. Provincia de Mendoza. Instituto Argentino de Nivología, Glaciología y Ciencias Ambientales. Universidad Nacional de Cuyo. Instituto Argentino de Nivología, Glaciología y Ciencias Ambientales; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica; ArgentinaFil: Dapeña, Cristina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Geocronología y Geología Isotópica. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Geocronología y Geología Isotópica; Argentin

Ambiente Periglacial y Regiones Geocriológics en los Andes de San Juan (28°-33° S), Argentina

Este trabajo trata sobre la extensión regional, límites y características del ambiente periglacial en los Andes Secos (28° a 33° S y 70°30? a 69° O) de la provincia de San Juan (Argentina). Para tal fin, se caracterizaron los tres elementos determinantes del ambiente periglacial: 1) extensión y duración de los procesos de congelamiento/descongelamiento, 2) geoformas y procesos periglaciales indicativos y 3) presencia de permafrost. Se elaboró un modelo regional de temperatura del aire con grillas de reanálisis (NCEP-CSFR, 1979-2010) para delimitar distintas regiones geocriológicas de acuerdo a la duración de los ciclos de congelamiento. Se recolectaron y analizaron todos los antecedentes (propios y de otros autores) sobre geoformas, indicadores y procesos periglaciales en el área de estudio, clasificados posteriormente de acuerdo a la región geocriológica de pertenencia. Por último, se compararon los resultados con dos modelos probabilísticos de extensión de permafrost. De este modo, fue posible establecer la extensión espacial del ambiente periglacial, considerando también la transición hacia ambientes no periglaciales, en el presente y en el pasado.Fil: Tapia Baldis, Carla Cintia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mendoza. Instituto Argentino de Nivología, Glaciología y Ciencias Ambientales. Provincia de Mendoza. Instituto Argentino de Nivología, Glaciología y Ciencias Ambientales. Universidad Nacional de Cuyo. Instituto Argentino de Nivología, Glaciología y Ciencias Ambientales; ArgentinaFil: Trombotto Liaudat, D.. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mendoza. Instituto Argentino de Nivología, Glaciología y Ciencias Ambientales. Provincia de Mendoza. Instituto Argentino de Nivología, Glaciología y Ciencias Ambientales. Universidad Nacional de Cuyo. Instituto Argentino de Nivología, Glaciología y Ciencias Ambientales; ArgentinaFil: Ahumada, Ana Lia. Fundación Miguel Lillo; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tucumán; Argentin

Propiedades insecticidas de la ceniza del complejo volcánico Puyehue-Cordón Caulle y su posible impacto ambiental

Se examina el efecto insecticida de las cenizas volcánicas en general y sus efectos ambientales, con especial énfasis en las cenizas acumuladas como consecuencia de la erupción del complejo volcánico Puyehue-Cordón Caulle, que actualmente afecta un área de más de 7,5 millones de hectáreas en la Patagonia Argentina. Se determinó la composición química de las cenizas provenientes del complejo Puyehue- Cordón Caulle por EDS, y se comprobó que los componentes mayoritarios son el O, Si, Al, Fe, Na y K. A través de bioensayos de laboratorio, utilizando dos especies de insectos como modelo biológico, se determinó que las cenizas se adhieren profusamente a la superficie corporal y resultan tóxicas para ambas especies cuando se mezclan con el sustrato en baja concentración. La susceptibilidad a las cenizas difirió entre ambas especies en bioensayos de siete días de exposición continua [CL99(Oryzaephilus surinamensis L.) = 10.25 mg.g-1; CL99((Tribolium castaneum (Herbst)) = 4.96 mg.g-1]. De estos resultados, se desprende que el impacto de la ceniza del complejo Puyehue- Cordón Caulle sobre la comunidad de artrópodos puede ser radical en la fase aguda de la deposición, y que sus efectos podrían ser substancialmente cualitativos en la fase crónica de la exposición. Así también, la recuperación de las poblaciones afectadas por la ceniza en las zonas con clima desértico, donde persiste la ceniza seca, será más lenta, hecho que tendrá consecuencias tangibles a largo plazo para las plantas hospederas de insectos, para la polinización y sobre el desarrollo de las poblaciones de vertebrados insectívoros. En contraste, en las regiones húmedas, la presencia de cenizas representa un cambio manifiesto en el ecosistema debido al aporte de nutrientes, que en combinación con la retención de agua por las cenizas, llevará a la recuperación cuali y cuantitativa de las poblaciones bajo condiciones favorables

Propiedades insecticidas de la ceniza del complejo volc\ue1nico Puyehue-Cord\uf3n Caulle y su posible impacto ambiental: Insecticidal properties of ashes from the volcanic complex Puyehue-Caulle Range and their possible environmental impact

Se examina el efecto insecticida de las cenizas volcánicas en general y sus efectos ambientales, con especial énfasis en las cenizas acumuladas como consecuencia de la erupción del complejo volcánico Puyehue-Cordón Caulle, que actualmente afecta un área de más de 7,5 millones de hectáreas en la Patagonia Argentina. Se determinó la composición química de las cenizas provenientes del complejo Puyehue-Cordón Caulle por EDS, y se comprobó que los componentes mayoritarios son el O, Si, Al, Fe, Na y K. A través de bioensayos de laboratorio, utilizando dos especies de insectos como modelo biológico, se determinó que las cenizas se adhieren profusamente a la superfi cie corporal y resultan tóxicas para ambas especies cuando se mezclan con el sustrato en baja concentración. La susceptibilidad a las cenizas difi rió entre ambas especies en bioensayos de siete días de exposición continua [CL99(Oryzaephilus surinamensis L.) = 10.25 mg.g-1; CL99 ((Tribolium castaneum (Herbst)) = 4.96 mg.g-1]. De estos resultados, se desprende que el impacto de la ceniza del complejo Puyehue-Cordón Caulle sobre la comunidad de artrópodos puede ser radical en la fase aguda de la deposición, y que sus efectos podrían ser substancialmente cualitativos en la fase crónica de la exposición. Así también, la recuperación de las poblaciones afectadas por la ceniza en las zonas con clima desértico, donde persiste la ceniza seca, será más lenta, hecho que tendrá consecuencias tangibles a largo plazo para las plantas hospederas de insectos, para la polinización y sobre el desarrollo de las poblaciones de vertebrados insectívoros. En contraste, en las regiones húmedas, la presencia de cenizas representa un cambio manifi esto en el ecosistema debido al aporte de nutrientes, que en combinación con la retención de agua por las cenizas, llevará a la recuperación cuali y cuantitativa de las poblaciones bajo condiciones favorables.<br>This paper discusses the insecticidal effect of volcanic ash and its environmental impact, focusing on the ash accumulated as a result of the eruption of the volcanic complex Puyehue- Caulle Range currently affecting an area of over 7.5 million hectares in the Argentine Patagonia. The chemical composition of ashes from the Puyehue-Caulle Range was analyzed by EDS showing that its major components are O, Si, Al, Fe, Na and K. Laboratory bioassays using two species of insects as a biological model, found that the ashes thoroughly adhere to the insect body surface and are toxic to both species tested, when mixed into the substrate at low concentrations. Susceptibility to ashes differs between the two species when tested in a seven day continuous exposure bioassay [CL99(Oryzaephilus surinamensis L.) = 10.25 mg.g-1; CL99((Tribolium castaneum (Herbst)) = 4.96 mg.g-1]. These results agree with those reported in the literature on effects of volcanic eruptions and suggest that the impact of the ashes from the Puyehue-Caulle Range volcanic complex on the insect community may be radical in the acute deposition phase, with substantial qualitative effects in the chronic phase of exposure. Also, the recovery of populations affected by ash in desert areas where dry ash persists will be slower, and this will have tangible and long-term consequences for insect host plants, pollination and on the development of populations of vertebrate insectivores. By contrast, the presence of ash in humid regions will impact the ecosystem by the addition of nutrients, which in combination with water retention by the ash will lead to a qualitative and quantitative recovery of the populations under favorable conditions

Rockslides and rock avalanches in the Central Andes of Argentina and their possible association with permafrost degradation

The identification of hazardous slopes with degrading permafrost is a key task in the mountain periglacial environment. If rockslides have previously been preconditioned by rock wall permafrost, similar events may be triggered from present unstable rock walls. An inventory of rockslides and rock avalanches in the austral part of the Santa Cruz river basin (31°40′–31°50′S, 70°30′–70°10’W), San Juan, Argentina, was made. The study area comprises a surface of approximately 432 km2 (50% above 3,500 m asl); 15 rockslides, 12 complex rockslides evolving to rock avalanches and 19 rock avalanches were identified. The deposits were analyzed with remote sensory imagery and during fieldwork in order to study processes under permafrost degradation caused by global warming. Rock sampling procedures and laboratory rock-resistivity testing were also carried out. We characterized the detachment scars and deposits for two rockslides. Two different mechanisms were identified. In one rockslide, shallow active layer detachment was favored by shear-displacement along pre-existing joints, as a result of short-term periods of climate warming. In the other, long-term permafrost degradation favored a deeper failure process. The studied landslide processes could not be explained by permafrost degradation alone. Faults, the geometric arrangement of their structural elements and seismic activity may contribute to trigger these phenomena. It is expected that the magnitude and frequency of rockslide hazards will increase during the 21st century.Fil: Tapia Baldis, Carla Cintia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mendoza. Instituto Argentino de Nivología, Glaciología y Ciencias Ambientales. Provincia de Mendoza. Instituto Argentino de Nivología, Glaciología y Ciencias Ambientales. Universidad Nacional de Cuyo. Instituto Argentino de Nivología, Glaciología y Ciencias Ambientales; ArgentinaFil: Trombotto, Dario Tomas. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mendoza. Instituto Argentino de Nivología, Glaciología y Ciencias Ambientales. Provincia de Mendoza. Instituto Argentino de Nivología, Glaciología y Ciencias Ambientales. Universidad Nacional de Cuyo. Instituto Argentino de Nivología, Glaciología y Ciencias Ambientales; Argentin